Faserverbundwerkstoffe aus reiner Natur
Faserverstärkte Verbundwerkstoffe sind inzwischen nicht mehr wegzudenken. Ihre Eigenschaften wie die sehr hohe Festigkeit und das geringe Gewicht haben sie für zahlreiche Bereiche wie Verkehr, Luft- und Raumfahrt sowie Bauindustrie attraktiv gemacht. Allerdings sind synthetische Polymere mit Chemiefasern nicht nachhaltig. Sie stammen aus Erdölprodukten, ihre Verarbeitung verbraucht große Mengen an Energie und erfordert flüchtige Lösungsmittel und die Endprodukte sind nicht abbaubar oder recycelbar. Das EU-finanzierte Projekt NANOCELLUCOMP nutzte Zellulose-Nanofasern aus pflanzlichen Lebensmittelabfällen und biologisch abgeleitete Matrixmaterialien für die Herstellung einer vollständig natürlichen Alternative zu herkömmlichen Materialien. Hierfür mussten einige Hindernisse überwunden werden. Dabei ging es um die enzymatische Freisetzung von Nanozellulose aus Abfällen der Gemüseverarbeitung, die Ausrichtung der Fibrillen ohne Agglomeration und mit Netzstruktur sowie die Faserproduktion auf Makroebene. In NANOCELLUCOMP gelangen wichtige Fortschritte in Richtung eines naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffs. Die Forscher fanden heraus, wie sich Nanozellulose aus Gemüse verarbeiten lässt und erweiterten das Verständnis der notwendigen Schritte zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften. Die im Rahmen des Projekts produzierten Materialien sind kompatibel mit bestehenden Fertigungsprozessen, was einen geringen Kapitalbedarf und eine kostengünstige Herstellung sichert. Darüber hinaus kann man für Anwendungen, bei denen überlegene mechanische Eigenschaften kein kritischer Faktor sind, mit erheblichen Einsparungen bei Energie und Materialeinsatz rechnen. Es gibt nur sehr wenige Patente zu den Technologien, die im Rahmen des Projekts abgedeckt wurden, was die Neuartigkeit des Ansatzes deutlich macht. Das Team hat eine Patentanmeldung eingereicht und zwei weitere werden noch erwartet. Die Ziele und die Fortschritte des Projekts wurden online sowie durch Präsentationen, Newsletter und Medienbriefings verbreitet. Es wurden zwei Projekt-Workshops organisiert, ein interner für die Partner und einer auf der größten Fachmesse für Verbundstoffe in Europa. Das Konsortium nahm auch industrielle Anwender und andere interessierte Industrieunternehmen mit an Bord. Der Ersatz von auf Erdöl basierten Verbundwerkstoffen und gefährlichen Prozesschemikalien durch die umweltfreundliche Herstellung von 100% natürlichen Biokompositen wird offensichtliche Vorteile für Endanwender und die Umwelt bringen. Indem eine kostengünstige Herstellung mit herkömmlichen Verfahren sichergestellt wird, bietet sich hier auch für die Kunststoffhersteller der EU eine attraktive Alternative.
Schlüsselbegriffe
vollständig natürlich, Faserverbundwerkstoffe, Pflanzenfasern, Zellulose-Nanofasern, biologisch abgeleitet
